專利名稱：：一種使用活性炭微球儲存氫氣和二氧化碳的方法一種使用活性碳微球儲存氫氣和二氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于氣體儲存
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地，本發(fā)明涉及一種使用活性碳微球儲存氫氣與二氧化碳的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：氫將是人類未來社會燃料的主體，氫燃燒的產(chǎn)物是水，不會造成任何環(huán)境污染以及溫室效應(yīng)，但在氫能的利用中，"儲存"是阻礙氫能大量廣泛利用最關(guān)鍵的問題。世界各國都投入了大量的人力、物力和財力進行研究，尋找適于在工業(yè)上可使用的儲氫材料。儲氫材料應(yīng)該具有下述要求(1)高的體積、質(zhì)量吸氫密度；(2)吸、放氫的可逆性；(3)能夠反復(fù)充放。美國能源部(D印artmentofEnergy，D0E)提出了2010年的儲氫目標，以重量百分數(shù)和體積百分數(shù)方式表示的儲氫容量分別不低于6.5wt^和62kgH2/m3，2015年的目標則是9wt%和81kgH2/m3。Furukama.H.Yaghi，0.M.在《J.Am.Chem.Soc.》，2009,131,8875-8883中指出，目前有液化、壓縮、吸附以及金屬合金儲氫等四種主要儲氫技術(shù)方案。對于前兩種技術(shù)方案，從經(jīng)濟和安全的角度考慮存在許多技術(shù)問題，因此它們的應(yīng)用受到極大的限制。所述的金屬合金儲氫原理是基于氫與金屬反應(yīng)生成金屬氫化物而達到儲存氫，但是氫作為燃料應(yīng)用必須滿足充放的可逆性，而氫與金屬的正向與逆向反應(yīng)速率卻極大地限制了這種材料在工業(yè)上獲得實際應(yīng)用的可能性。所述的吸附儲氫基于納米多孔材料的物理吸附氫而實現(xiàn)儲存氫，由于該技術(shù)不存在可逆性及反復(fù)充放的問題而成為納米多孔材料儲氫研究中最廣泛的熱點。二氧化碳被視為氣候變暖的最重要因素，這是各國政府面臨的重大問題。我國是繼美國之后二氧化碳的第二大排放國，解決二氧化碳的排放是目前刻不容緩的任務(wù)。目前方法主要有溶劑吸收法、吸附法、膜分離法以及這些方法的組合應(yīng)用，化學(xué)吸收溶劑對氣體有較好的吸收效果，但卻難以推廣，因為溶劑再生時需加熱，能耗大，而且還存在污染空氣、易氧化降解、對設(shè)備腐蝕嚴重等缺點。膜分離法使用膜或膜組件，膜分離技術(shù)操作方便，能耗低，但膜材料與工藝以工業(yè)規(guī)模實施還存在許多問題，膜本身或膜組件的耐熱性能差，15(TC是其操作溫度的上限。最近也有一些硅石、沸石和碳素無機膜的研制，但均存在使用溫度、成本、長期運行可靠性等問題。物理吸附方法具有簡單、易操作、低成本和高能效等優(yōu)點而被認為較具有發(fā)展前景的一種方法，而選擇合適的吸附劑是研究者廣泛關(guān)注的問題?；钚蕴績溲芯渴加?0世紀70年代末，是在中低溫(77-273K)，中高壓(l-10Mpa)下利用高比表面積的活性炭做吸附劑的吸附儲氫技術(shù)。周理在《科技導(dǎo)報》1999.12(1):l-3頁上報導(dǎo)了用比表面積為3000m7g的活性炭來儲氫。在77K低溫下，3Mpa下可儲存5重量％的氫氣。二氧化碳的儲存是控制大氣中二氧化碳濃度的關(guān)鍵。FengZhang等人在《BioresourceTechnology》2008.99.4803-4808頁上報導(dǎo)了用微孔活性炭的比表面積達3200m7g，在298K，0.1Mpa下，二氧化碳的儲量為4.0重量％。美國能源部認為，從真正長遠的眼光來看，未來的30年，50年或70年中，碳儲存處理技術(shù)可能成為減少溫室氣體聚積的最好的辦法之一。3因此，現(xiàn)在還需要研究一種既操作方便、安全、能耗低，又易于實施的二氧化碳與氫氣儲存方法。
發(fā)明內(nèi)容[要解決的技術(shù)問題]本發(fā)明的目的是提供一種使用活性碳微球儲存氫氣和二氧化碳的方法。[技術(shù)方案]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種使用活性碳微球儲存氫氣的方法，其特征在于該方法包括下述步驟A、把所述的活性碳微球裝入反應(yīng)器中；B、關(guān)閉反應(yīng)器，讓惰性氣體通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路；C、使用加熱爐將所述的活性碳微球加熱到溫度500-573K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10-2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至10-5帕，在這個真空下保持18-50小時；D、開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力0.l-2.0MPa與溫度77K下，所述的氣體以流速300-500mL/min通過裝有所述活性碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥，于是達到活性碳微球儲存氫氣；如果必要，通過壓力控制器將壓力降低直到常壓，將吸附的氫氣釋放得到氫氣。在本發(fā)明中，還可以使用所述的活性碳微球與二氧化碳氣源儲存二氧化碳。所述的活性碳微球是采用下述方法制備的按照煤瀝青重量計，往所述煤瀝青添加10-30重量％選自納米陶瓷粉、金屬氧化物、二氧化硅或碳酸鹽的添加劑，混合均勻后在空氣中在溫度300-40(TC下進行預(yù)氧化1.0-3.0小時，然后在惰性氣氛下，在溫度400-60(TC下保持恒溫0.8-2.0小時；然后，讓所得到的預(yù)氧化產(chǎn)物與以所述產(chǎn)物重量計300-900重量％強堿性化合物活化劑混合，在活化爐中在惰性氣體保護下加熱到750°C_9001:，再在這個溫度下保持0.5-1.5小時，得到一種活化產(chǎn)物；得到的活化產(chǎn)物使用清潔劑進行清洗，然后進行干燥，這樣可以制得所述的活性碳微球。本發(fā)明使用的添加劑納米陶瓷粉是一種或多種選自納米氧化鋯、氮化硅晶須、納米碳化硅、納米碳化鈦、納米氧化釔、納米氮化硅、納米氮化鈦、納米氮化鋁或納米碳化鋯的納米陶瓷粉。本發(fā)明使用的添加劑金屬氧化物是一種或多種選自氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、氧化亞鐵或氧化鋯的金屬氧化物。本發(fā)明使用的添加劑碳酸鹽是一種或多種選自碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、碳酸鉀、碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鎂或碳酸氫鉀的碳酸鹽。本發(fā)明使用的添加劑的活性碳微球是由含有以所述活性碳微球總重量計的90.0重量％以上無定形碳基材料組成的碳微球，它的直徑是10-40nm，BET比表面積是2500-3600m2/g，總孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cmVg，平均孔徑2.8-3.lnm。優(yōu)選地，所述的活性碳微球是含有以所述活性碳微球總重量計的93.0重量％4以上無定形碳基材料，它的直徑是15-35nm，BET比表面積是2600-3500m2/g，總孔孔容2.6-3.0cm3/g，中孔孔容1.8-2.OcmVg，平均孔徑2.8-3.Onm。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的惰性氣體是選自氮氣、氬氣或氮氣和氬氣混合物的氣體。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述脫雜質(zhì)處理時間是24-36小時。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述的吸附壓力是O.l-2.0MPa，所述的吸附溫度是77K，所述氣體的流速是300-500mL/min。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述碳微球儲存氫氣量達到以所述碳微球總重量計8.5重量％以上。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，所述碳微球儲存二氧化碳量達到以所述碳微球總重量計90重量％以上。下面將詳細地描述本發(fā)明。本發(fā)明涉及一種使用活性碳微球儲存氫氣的方法，其特征在于該方法包括下述步驟A、把所述的活性碳微球裝入反應(yīng)器中。本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員根據(jù)反應(yīng)器類型與尺寸、氫氣處理量等條件很容易確定所述的活性碳微球吸附劑需要裝填量。通常用于儲能的碳材料有活性炭(Wang.H.L;Gao.Q.M;Hu.J.《J.Am.Chem.Soc.》，2009，131,7016-7022)、活性炭纖維(Dimitrakakis.G.K;Tylianakis.E;Froudakis.G.E.，《Nano.Lett》，2008，8，3166-3170)、單壁和多壁碳納米管(P.Kowalczyk，R.Holyst，M.Ter皿esb，H.Terronesb.，《Phys.Chem.Chem.Phys.》，2007,9，1786-1792)，石墨化纟內(nèi)米纖維(HuiAn，BoFeng，ShiSu.，《Carbon》，2009，47，2396-2405)等，本發(fā)明人對上述材料性能進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)高比表面積和高孔容是提高儲存氫及二氧化碳的關(guān)鍵因素，因此，在尋求儲存氫氣或二氧化碳的碳材料時，首先研制高比表面積和高孔容的碳材料。近年來，人們使用強堿性化合物(如K0H、Na0H)作為活化劑制備高比表面積和高孔容活性炭材料是活性炭
技術(shù)領(lǐng)域：
取得的最大進展。但是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這些高比表面積活性炭材料孔徑分布很窄，微孔孔容占90%左右，而中孔(大于2納米的孔隙)和大孔(大于50納米)的含量很小，還不能滿足實際儲存氫氣或二氧化碳的要求，因為中孔不但可以作為吸附質(zhì)進入微孔的通道，而且本身可以吸附大量吸附質(zhì)，因此在吸附應(yīng)用中具有非常重要意義。而一般活性炭材料隨著中孔含量的增加，比表面積降低，不容易獲得高比表面積中孔型活性炭材料。為此，本發(fā)明人通過大量實驗研究，終于研制出一種性能優(yōu)良的高比表面積的活性碳微球。該活性碳微球是以煤瀝青為原料，以強堿性化合物為活化劑，在惰性氣氛中進行熱處理得到的。更具體地，該活性碳微球制備方法如下按照煤瀝青重量計，往所述煤瀝青添加10-30重量％選自納米陶瓷粉、金屬氧化物、二氧化硅或碳酸鹽的添加劑，混合均勻后在空氣中在溫度300-40(TC下進行預(yù)氧化1.0-3.0小時，然后在惰性氣氛下，在溫度400-60(TC下保持恒溫0.8-2.0小時；然后，讓所得到的預(yù)氧化產(chǎn)物與以所述產(chǎn)物重量計300-900重量％強堿性化合物活化劑混合，在活化爐中在惰性氣體保護下加熱到750°C_9001:，再在這個溫度下保持0.5-1.5小時，得到一種活化產(chǎn)物；得到的活化產(chǎn)物使5用清潔劑進行清洗，然后進行干燥，這樣可以制得所述的活性碳微球。研究表明，該活性碳微球是由含有以所述活性碳微球總重量計的90.0重量％以上無定形碳基材料組成的碳微球，除碳之外，該活性碳微球還含有氧元素和活化劑金屬離子。使用美國Micromeritics公司的ASAP-2010型分析儀和英國Hiden公司的IGA-003型智能型重力分析儀，經(jīng)檢測這種活性微球的直徑是10-40nm，BET比表面積是2500-3600m2/g，總孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cmVg，平均孔徑2.8-3.lnm。優(yōu)選地，所述的活性碳微球的直徑是15-35nm，BET比表面積是2600-3200m2/g，總孔孔容2.6-3.OcmVg，中孔孔容1.8-2.OcmVg，平均孔徑2.8_3.Onm。在本發(fā)明中，使用的煤瀝青粒度是200-400目。本發(fā)明使用的添加劑納米陶瓷粉是一種或多種選自納米氧化鋯、氮化硅晶須、納米碳化硅、納米碳化鈦、納米氧化釔、納米氮化硅、納米氮化鈦、納米氮化鋁或納米碳化鋯的納米陶瓷粉。本發(fā)明使用的添加劑金屬氧化物是一種或多種選自氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、氧化亞鐵或氧化鋯的金屬氧化物。本發(fā)明使用的添加劑碳酸鹽是一種或多種選自碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、碳酸鉀、碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鎂或碳酸氫鉀的碳酸鹽。在本發(fā)明中，所述的惰性氣氛是氮氣、氬氣或氮氣與氬氣混合物的惰性氣氛。本發(fā)明使用的活化劑是一種或多種選自K0H、NaOH、LiOH、KOH/NaOH、KOH/LiOH或NaOH/LiOH混合物的活化劑。本發(fā)明使用的清潔劑是一種或多種選自蒸餾水、乙醇、丙酮或乙醚的清潔劑。B、關(guān)閉反應(yīng)器，讓惰性氣體通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路。所述的惰性氣體是選自氮氣、氬氣或氮氣和氬氣混合物的氣體。優(yōu)選地，所述的惰性氣體是氮氣。所述惰性氣體的使用量對于本發(fā)明而言不是關(guān)鍵性的，本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員根據(jù)反應(yīng)器類型與尺寸進行選擇。C、使用加熱爐將所述的活性碳微球加熱到溫度500-573K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10—2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至10—5帕，在這個真空下保持18-50小時。優(yōu)選地，所述的真空泵抽真空直到10—3帕，更優(yōu)選地，真空泵抽真空直到10—4帕。優(yōu)選地，在分子泵達到的10—5帕真空下保持20-48小時，更優(yōu)選地保持36-48小時。本發(fā)明使用的真空泵是本
技術(shù)領(lǐng)域：
中通常使用的真空泵，例如上海阿法帕真空設(shè)備有限公司公司生產(chǎn)的以商品名K.KT擴散真空泵、以商品名2XZ型旋片式真空泵銷售的真空泵。使用的分子泵是在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中通常使用的分子泵，例如北京泰岳恒真空技術(shù)研究所公司生產(chǎn)的以商品名TYFB1600、北京科理科儀技術(shù)有限公司生產(chǎn)的以商品名C09輪分子泵系列銷售的分子泵。D、開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力0.1-2.OMPa與溫度77K下，所述的氣體以流速300-500mL/min通過裝有所述活性碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥，于是6達到活性碳微球儲存氫氣。優(yōu)選地，所述的吸附壓力是0.1-2.0MPa，更優(yōu)選地，吸附壓力0.1-1.8MPa。所述的吸附壓力是采用壓力控制器進行控制的。該壓力控制器是例如美國Brooks公司生產(chǎn)的以商品名質(zhì)量控制流量計銷售的產(chǎn)品，該壓力控制器控制壓力范圍是0-5.0MPa。優(yōu)選地，所述的吸附溫度是77K至室溫，更優(yōu)選地，吸附溫度是77K。所述的吸附溫度是采用加熱爐進行加熱的，所述的加熱爐可以選自電阻加熱器、紅外加熱器或微波加熱器等。優(yōu)選地，所述的加熱爐可以選自電阻加熱器或紅外加熱器。優(yōu)選地，所述的氫氣流速是300-500mL/min，更優(yōu)選地，所述的氫氣流速是300-400mL/min。所述的氫氣流速是使用質(zhì)量控制流量計調(diào)節(jié)的。所述的吸附量是采用微天平進行測量的。所述的微天平是本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員熟知的，例如是英國CI公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。如果必要，通過壓力控制器將壓力降低直到常壓，將吸附的氫氣釋放得到氫氣。在本發(fā)明中，同樣可以使用所述的活性碳微球與二氧化碳氣源儲存二氧化碳。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，所述碳微球儲存氫氣量達到以所述碳微球總重量計8.5重量％以上。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，所述碳微球儲存二氧化碳量達到以所述碳微球總重量計90重量％以上。采用本發(fā)明的方法進行了在不同壓力下的氫氣儲存試驗。氫氣儲存使用北京亥北普分氣體工業(yè)有限公司生產(chǎn)的高純氫氣(99.9%)，使用本發(fā)明的活性碳微球，按照前面描述的方法進行吸附和脫附實驗，壓力傳感器的最高壓力為2MPa。實驗結(jié)果見下表l。表1氫氣儲存的實驗結(jié)果壓力(bar)吸附量(wt%)壓力(bar)吸附量(wt%)0.24.738.08.240.45.339.08.280.65.7510.08.320.86.0511.08.341.06.3312.08.362.07.0713.08.373.07.5114.08.384.07.7815.08.377<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表中可以看出在77K與1.4MPa的條件下，本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣的量是以所述碳微球總重量計8.38wt^。這個結(jié)果高于美國能源部(DOE)規(guī)定的儲存氫氣標準(6.5wt%)。也高于儲氫氣最新報道的一些結(jié)果，例如Wang.H.L等人(Wang.H.L;Gao.Q.M;Hu.J.《J.Am.Chem.Soc.》，2009，131，7016-7022)對活性炭儲存氫氣進行了系列研究，發(fā)現(xiàn)在77K和2MPa條件下活性炭儲存氫氣的最高量為7.08重量％。H.Kabbour等人(H.Kabbour，T.F.Bauma皿，J.H.Satcher，Jr，A.Saulnier，C.C.Ahn.，《Chem.Mater.》，2006，18,6085-6087)研究發(fā)現(xiàn)，在77K與2Mpa的條件下活性碳氣凝膠儲存氫氣的量為5.0重二氧化碳儲存二氧化碳吸附條件為常溫(298K)，壓力范圍為0_18個大氣壓，試驗結(jié)果見表2。表2二氧化碳儲存的實驗結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表2可以看出，在常溫下(298K)與1.8MPa的條件下，二氧化碳的吸附量為908mg/g。例如，M.Pellerano(M.Pellerano，P.Pre,M.Kacem，A.Delebarre，《EnergyProcedia》，2009，1,647-653)最近研究了活性炭吸附二氧化碳問題，研究結(jié)果表明，在常溫與8個大氣壓條件下二氧化碳儲存量為484mg/g。由此可見，本發(fā)明的結(jié)果遠優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的最新結(jié)果。因此，本發(fā)明活性碳微球能夠滿足實際使用的需要，同時本發(fā)明的活性碳微球經(jīng)過許多次吸附與解吸吸附循環(huán)后依然保持其良好的儲存性能，具有非常廣泛的實際使用前旦豕。[有益效果]采用本發(fā)明的氫氣與二氧化碳儲存方法，使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣的量可以達到以所述碳微球總重量計8.0重量％以上，所述碳微球儲存二氧化碳量達到以所述碳微球總重量計90重量％以上。本發(fā)明的方法易于實施，設(shè)備運行條件溫和，穩(wěn)定，具有非常廣泛的工業(yè)化應(yīng)用前景。具體實施方式實施例1:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣參照附圖1的流程圖進行描述。把所述的活性碳微球裝入圓柱式反應(yīng)器中；關(guān)閉反應(yīng)器，讓氮氣通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路；使用電阻加熱器將所述的活性碳微球加熱到溫度550K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10—2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至10—7帕，在這個真空下保持30小時；開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力1.8MPa與溫度77K下，所述的氣體以流速400mL/min通過裝有所述活性碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥；通過壓力控制器將壓力降低直到常壓，于是碳微球儲存了氫氣。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以該活性碳微球重量計8.35重量％。實施例2:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣把所述的活性碳微球裝入圓柱式反應(yīng)器中；關(guān)閉反應(yīng)器，讓氬氣與氮氣混合物(體積比l:1)通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路；使用紅外加熱器將所述的活性碳微球加熱到溫度510K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10—2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至10—7帕，在這個真空下保持20小時；開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力0.4MPa與溫度77K下，所述的氣體以流速300mL/min通過裝有碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥；通過壓力控制器將壓力降低直到常壓，于是碳微球儲存了氫氣。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以所述活性碳微球重量計7.78重量％。實施例3:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣把所述的活性碳微球裝入圓柱式反應(yīng)器中；關(guān)閉反應(yīng)器，讓氬氣與氮氣混合物(體積比l:1)通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路；使用微波加熱器將9所述的活性碳微球加熱到溫度570K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10—2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至lO—7帕，在這個真空下保持45小時；開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力0.8MPa與溫度77K的條件下，所述的氣體以流速500mL/min通過裝有碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥；通過壓力控制器將壓力降低直到常壓，于是碳微球儲存了氫氣。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以該活性碳微球重量計8.24重量％。實施例4:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣按照與實施例1的同樣方式進行，只是吸附壓力lMPa，溫度77K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以該活性碳微球重量計8.32重量％。實施例5:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣按照與實施例2的同樣方式進行，只是吸附壓力1.2MPa，溫度77K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以該活性碳微球重量計8.36重量％。實施例6:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存氫氣按照與實施例2的同樣方式進行，只是吸附壓力1.4MPa，溫度77K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的氫氣吸附量，以該活性碳微球重量計8.38重量％。實施例7:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存二氧化碳按照與實施例1的同樣方式進行，只是吸附壓力1.8MPa，溫度77K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的二氧化碳吸附量，以該活性碳微球重量計90.8重量％。實施例8:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存二氧化碳按照與實施例2的同樣方式進行，只是吸附壓力0.4MPa，溫度298K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的二氧化碳吸附量，以該活性碳微球重量計30.6重量％。實施例9:使用本發(fā)明的活性碳微球儲存二氧化碳按照與實施例2的同樣方式進行，只是吸附壓力1.4MPa，溫度298K。采用英國CI公司生產(chǎn)的微天平測量所述活性碳微球的二氧化碳吸附量，以該活性碳微球重量計76.8重量％。權(quán)利要求一種使用活性碳微球儲存氫氣的方法，其特征在于該方法包括下述步驟A、把所述的活性碳微球裝入反應(yīng)器中；B、關(guān)閉反應(yīng)器，讓惰性氣體通過該反應(yīng)器，清洗該反應(yīng)器與連接各個設(shè)備的管路；C、使用加熱爐將所述的活性碳微球加熱到溫度500-573K，進行脫雜質(zhì)處理；再啟動真空泵抽真空直到10-2帕，關(guān)閉該真空泵，接著啟動分子泵，抽真空至10-5帕，在這個真空下保持18-50小時；D、開啟氫氣氣源減壓閥，在吸附壓力0.1-2.0MPa與溫度77K下，所述的氣體以流速300-500mL/min通過裝有所述活性碳微球的反應(yīng)器；吸附達到平衡后，關(guān)閉減壓閥，于是達到活性碳微球儲存氫氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使用所述的活性碳微球與二氧化碳氣源儲存二氧化碳。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的活性碳微球是采用下述方法制備的按照煤瀝青重量計，往所述煤瀝青添加10-30重量％選自納米陶瓷粉、金屬氧化物、二氧化硅或碳酸鹽的添加劑，混合均勻后在空氣中在溫度300-40(TC下進行預(yù)氧化1.0-3.0小時，然后在惰性氣氛下，在溫度400-60(TC下保持恒溫0.8_2.0小時；然后，讓所得到的預(yù)氧化產(chǎn)物與以所述產(chǎn)物重量計300-900重量％強堿性化合物活化劑混合，在活化爐中在惰性氣體保護下加熱到750°C_900°C，再在這個溫度下保持0.5-1.5小時，得到一種活化產(chǎn)物；得到的活化產(chǎn)物使用清潔劑進行清洗，然后進行干燥，這樣可以制得所述的活性碳微球。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的納米陶瓷粉是一種或多種選自納米氧化鋯、氮化硅晶須、納米碳化硅、納米碳化鈦、納米氧化釔、納米氮化硅、納米氮化鈦、納米氮化鋁或納米碳化鋯的納米陶瓷粉；所述的金屬氧化物是一種或多種選自氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵、氧化亞鐵或氧化鋯的金屬氧化物；所述的碳酸鹽是一種或多種選自碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鎂、碳酸鉀、碳酸氫鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鎂或碳酸氫鉀的碳酸鹽。5.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的方法，其特征在于所述的活性碳微球是由含有以所述活性碳微球總重量計的90.0重量％以上無定形碳基材料組成的碳微球，它的直徑是10-40nm，BET比表面積是2500-3600m2/g，總孔孔容2.5-3.2cm3/g，中孔孔容1.6-2.2cm3/g，平均孔徑2.8-3.lnm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的惰性氣體是選自氮氣、氬氣或氮氣和氬氣混合物的氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述脫雜質(zhì)處理時間是24-36小時。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的吸附壓力是1-5.OMPa，所述的吸附溫度是77K，所述氣體的流速是300-500mL/min。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述碳微球儲存氫氣量達到以所述碳微球總重量計8.5重量％以上。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述碳微球儲存二氧化碳量達到以所述碳微球總重量計90重量％以上。全文摘要本發(fā)明涉及一種使用活性炭微球儲存氫氣與二氧化碳的方法。本發(fā)明的方法包括下述步驟使用惰性氣體清洗該反應(yīng)器及其管路；將所述的活性炭微球加熱到溫度500-573K，再進行抽真空至10-5帕，并保持18-50小時；在吸附壓力0.1-2.0MPa與溫度77K至室溫下，讓氣體進行吸附，達到平衡，達到活性炭微球儲存氫氣或二氧化碳。使用本發(fā)明的活性炭微球儲存氫氣的量可以達到以所述炭微球總重量計8.0重量％以上，所述炭微球儲存二氧化碳量達到90重量％以上。本發(fā)明的方法易于實施，設(shè)備運行條件溫和，穩(wěn)定，具有非常廣泛的工業(yè)化應(yīng)用前景。文檔編號C01B3/02GK101717072SQ200910241778公開日2010年6月2日申請日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日發(fā)明者豐震河,薛銳生,邵曉紅申請人:北京化工大學(xué)